A apresentação discute os desafios atuais e futuras abordagens para a Internet. Brevemente descreve a história da Internet desde sua criação como rede militar até a atual dependência de conteúdo. Explora problemas como esgotamento de endereços IPv4, mobilidade, segurança e manutenção rígida. Sugere que a Internet do futuro foque em conteúdo, programabilidade e virtualização, abordagens como Content-Centric Networking, Network Functions Virtualization e Software-Defined Networking.

1. InternetdoFuturo
Alex F R Trajano - UECE
alex.ferreira@uece.br
“The Internet has fallen victim to its own stunning success”

2. Agenda
● Uma breve história da Internet
● A Internet hoje
○ Desafios
○ Números
● Como a Internet do Futuro se parece
○ Abordagens “evolucionárias”
○ Abordagens “revolucionárias”
● Conclusões
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3. UmaBreveHistória
daInternet
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4. UmbreveresumodahistóriadaInternet...
● Em meados da década de 60 o Departamento
de Defesa Americano (DARPA) encomendou
uma rede de comunicação que sobrevivesse
a um ataque nuclear
● Em 1969 nasce a ARPANET, conectando o
governo, indústrias e universidades
● Utilizava o Network Control Protocol
(NCP)
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5. UmbreveresumodahistóriadaInternet...
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6. UmbreveresumodahistóriadaInternet...
● Em 1973 nasce o protocolo TCP e o TCP/IP é incorporado ao
BSD Unix, distribuído gratuitamente nas universidades
● Em 1983 o TCP substitui o NCP e a MILNET se separa da
ARPANET
● Van Jacobson encontra pacotes IP circulando na rede há
mais de 10 anos e nasce o TTL, em 1985
● O crescimento torna difícil de lembrar endereços IP e
nasce o DNS em 1991
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7. UmbreveresumodahistóriadaInternet...
● 1992:
○ Nasce a World Wide Web
● 1993:
○ A divisão de IP por classe é dada como ineficiente, nasce a CIDR
● 1994:
○ Endereços IPv4 começam a rarear, nasce o NAT
● 1995:
○ Início da internet comercial… Explosão de usuários!
● 1998:
○ Nasce o IPv6
● 2002:
○ Mais um remendo: IP móvel
● 2011:
○ Fim dos endereços IPv4 disponíveis
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8. AInternetHoje
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9. Eainternethoje?
Apesar de vir sofrendo “emendas”, sua essência continua a
mesma de 50 anos atrás…
Foco em comunicação ponto a ponto
O “onde” é mais importante que “quem” ou “o
que”
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10. Desafios:Endereçamento
● Exaustão dos endereços IPv4
○ Migração lenta para o IPv6…
○ NAT limita serviços fim a fim
● Dificuldade em identificação e localização
○ DNS e IP indicam localização fixa, ou seja, não suporta a “nuvem”
● Limitações do silício
○ Um PC moderno não transmite a 1 Gbps
○ Roteadores não conseguem processar pacotes a taxas elevadas (10 Gbps) 10

11. Desafios:Mobilidade
● Aumento do número de
dispositivos móveis
● Handoff - Quebra da conexão
○ Se manter endereço IP, quebra-se a
hierarquia das redes
○ Se trocar o IP, é necessário
reconfigurar a conexão TCP
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12. Desafios:Segurança
● A Internet foi criada como uma rede restrita, em ambiente
militar
● Passou-se a deixar a responsabilidade da segurança para
os hosts
○ SSL, Antivirus, etc.
● Ataques DDoS afetam diretamente o núcleo da rede
● Ausência de mecanismos de identificação 12

13. Desafios:ManutenibilidadeeExtensibilidade
● Mudanças no núcleo da rede são muito difíceis
○ Em time que está ganhando…
● Limitações do modelo ponto a ponto inibe a inovação
● As aplicações são obrigadas a se adaptar
● Ossificação da Internet 13

14. AInternetemnúmeros
● O perfil das aplicações vem mudando drasticamente
● Ao fim de 2016, o tráfego IP anual irá superar 1 ZB
○ Irá dobrar em apenas 3 anos
○ 1 ZB = 1.073.741.824 TB
● Em 2019, o tráfego de vídeo será responsável por 80% do
tráfego de toda a Internet
● Incompatibilidade entre modelos!
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15. AInternetemnúmeros
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16. ComoaInternetdo
Futuroseparece?
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17. Duasabordagens...
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● Evolucionária
○ Baseia-se na identificação de problemas atuais e no desenvolvimento
de soluções, restringindo-se a prover compatibilidade com a Internet
atual e implantação incremental
● Revolucionária
○ Não existem limites nem preocupações quanto a compatibilidade com a
arquitetura atual
○ Soluções altamente inovadoras que visam resolver quaisquer obstáculos
que a arquitetura atual impõe
○ A Internet deixa de ser “apenas” TCP/IP e passa a ser tudo que
envolva serviços, computação e armazenamento

18. Content-CentricNetworking
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19. Content-CentricNetworking
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O usuário não se importa sobre “onde”, tudo é
sobre “o que”
O usuário quer apenas consumir conteúdo!

20. Content-CentricNetworking
● Apenas dois tipos de pacote
○ Interest
○ Data
● Esquema de nomes hierárquico e
dinâmico
○ netflix/videos/narcos/1080p/33382
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21. Content-CentricNetworking
1. Usuário deseja algum conteúdo
2. Um pacote Interest é enviado
3. O nó põe o Interest na PIT
4. O nó pergunta aos nós vizinhos
quem tem o vídeo, de acordo
com a FIB
5. Nó recebe o conteúdo, guarda
uma cópia na Content Store e
responde aos nós na PIT
6. Novas solicitações ao mesmo
vídeo são servidas com a cópia
local 21

22. NetworkFunctionsVirtualization
● Substuição de “hardware
appliances” por virtualização
● Funções de rede como software
○ Network Address Translation
○ Domain Name System
○ Intrusion Detection System
○ etc…
● Vantagens
○ Orquestração
○ Custo menor
○ Agilidade
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23. Software-DefinedNetworking
● Separação dos planos de
controle e encaminhamento
● Controle centralizado
● Programabilidade da rede
○ Agilidade
○ Menor custo
○ Maior manutenibilidade
○ Integração com aplicações 23

24. Software-DefinedNetworking
● OpenFlow é um dos principais
protocolos para SDN
● Possui padrões abertos
● Independente de fabricante
● FlowTable com entradas simples 24

25. Software-DefinedNetworking
● Embora seja uma abordagem
revolucionária, é possível
uma implantação incremental
● Big Data requer mais banda
● Switch torna-se commodity
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26. Conclusões...
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27. Conclusões...
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A Internet do Futuro deve ser orientada a:
○ Conteúdo
○ Programabilidade
○ Virtualização

28. Obrigado!
Alex F R Trajano
alex.ferreira@uece.br
Universidade Estadual do Ceará - MACC
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